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1.完善應(yīng)急處置體系
自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生對(duì)電力應(yīng)急通信系統(tǒng)產(chǎn)生了很大的影響,在電力通信企業(yè)的發(fā)展過(guò)程中,衛(wèi)星通信技術(shù)的合理應(yīng)用對(duì)電力應(yīng)急通信的發(fā)展非常重要。因此,在分析衛(wèi)星通信技術(shù)在電力應(yīng)急通信中的應(yīng)用思路時(shí),電力通信企業(yè)首先要奮起拼搏。應(yīng)用前,電力通信企業(yè)應(yīng)合理完善自身應(yīng)急能力體系和人員管理體系。電力通信企業(yè)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,首先要完善自身應(yīng)急處理體系,完善和規(guī)范應(yīng)急通信技術(shù),通過(guò)培訓(xùn)示范和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)制定,提高電力通信的質(zhì)量和效率;其次,合理設(shè)計(jì)管理系統(tǒng),以當(dāng)前電力應(yīng)急通信系統(tǒng)中存在的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn),完善電力應(yīng)急系統(tǒng)中的不足之處,從而促進(jìn)電力應(yīng)急行業(yè)的發(fā)展;最后,在電力應(yīng)急通信人員管理制度方面,針對(duì)目前電力應(yīng)急通信人員缺乏組織性和紀(jì)律性的現(xiàn)狀,可以加強(qiáng)電力應(yīng)急通信人員管理制度的約束力。通過(guò)制定批評(píng)教育、罰款、警告、解雇等懲罰制度,對(duì)表現(xiàn)較好的人員給予獎(jiǎng)勵(lì),充分發(fā)揮表率作用,提高員工工作積極性。
2.選擇合適的衛(wèi)星通信技術(shù)
我們都知道,衛(wèi)星通信技術(shù)有很多種,包括VSAT衛(wèi)星通信傳輸技術(shù)、MFTDMA衛(wèi)星通信傳輸技術(shù)和SCPC/DAMA衛(wèi)星通信傳輸技術(shù),每一種都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。因此,在分析衛(wèi)星通信技術(shù)在電力應(yīng)急通信中的應(yīng)用思路時(shí),除了完善自身應(yīng)急處理體系外,選擇合適的衛(wèi)星通信技術(shù),從而提高電力應(yīng)急衛(wèi)星技術(shù)應(yīng)用的合理性,促進(jìn)電力應(yīng)急通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如,在分析衛(wèi)星通信技術(shù)在電力應(yīng)急通信中的應(yīng)用思路時(shí),可以通過(guò)選擇合適的衛(wèi)星通信技術(shù)來(lái)增強(qiáng)應(yīng)用方案的科學(xué)合理性,從而提高電力應(yīng)急通信系統(tǒng)的水平和能力。在選擇合適的衛(wèi)星通信技術(shù)時(shí),要分析衛(wèi)星通信技術(shù)在電力應(yīng)急通信中的應(yīng)用思路,首先要了解目前廣泛應(yīng)用的衛(wèi)星通信傳輸技術(shù)。在了解的時(shí)候,不僅要了解衛(wèi)星通信技術(shù)的參數(shù),還要全面、仔細(xì)地了解和梳理其成本投入、靈活性、工作性能和可擴(kuò)展性;其次,結(jié)合電力應(yīng)急通信的具體需求,通過(guò)比較和討論,選擇合適的衛(wèi)星通信技術(shù),如SCPC/DAMA,其使用成本低,擴(kuò)展性強(qiáng),發(fā)展前景好,靈活性高。在保證電力應(yīng)急通信正常進(jìn)行的基礎(chǔ)上,降低了成本投入,增強(qiáng)了電力應(yīng)急衛(wèi)星通信技術(shù)的擴(kuò)展性和靈活性。
3.科學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用方案
一、常用通信方式
(一)短波通信
短波是指波長(zhǎng)在10~100m,頻率在3~30MHz的無(wú)線電波。短波通信包括通過(guò)電離層反射的天波傳播模式和沿地面?zhèn)鞑サ牡夭J?種傳輸模式。其中地波傳播模式中的地波信號(hào)隨著傳輸距離增長(zhǎng)衰減很快,只適合通信距離短,中間障礙物少的地形。而水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)一般位于多山或需要長(zhǎng)距離通信的地區(qū),因此一般選擇天波模式。
采用短波方式的典型系統(tǒng)有甘肅碧口水電廠水情自測(cè)報(bào)系統(tǒng)和廣西麻石水電廠水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)。這2個(gè)系統(tǒng)由于流域地形復(fù)雜,如果采用超短波則需要建設(shè)多級(jí)中繼,投資成本加大,維護(hù)困難,因此選擇了短波與超短波混合組網(wǎng)方式。碧口水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)規(guī)模為1:8,其中6個(gè)遙測(cè)站為短波組網(wǎng)。麻石水電廠水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)規(guī)模為1:16,其中只有壩上和壩下采用有線方式傳輸信號(hào),其余均為短波方式傳輸信號(hào)。
(二)超短波通信
超短波是指波長(zhǎng)在1~10m,頻率30~300MHz的無(wú)線電波。超短波通信方式是在水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中運(yùn)用最為廣泛的一種通信方式,因?yàn)槠浼夹g(shù)成熟、故障處理簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低,在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行通信方式選擇時(shí)備受重視。
采用超短波方式的典型系統(tǒng),如新疆伊犁恰甫其海水庫(kù)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng),規(guī)模為15:2:2,對(duì)六角尖中繼的依賴(lài)性很大,六角尖站承擔(dān)系統(tǒng)內(nèi)鳳陽(yáng)山中繼和其他測(cè)站的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)功能,如果出現(xiàn)故障,則在中心站將無(wú)法收到任何測(cè)站數(shù)據(jù)。因此,在這種情況下,必須考慮采用雙中繼、熱備用或冷備用等方式提高系統(tǒng)的可靠性。
目前,全國(guó)有90%以上的水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)采用超短波方式,這種通信方式在流域面積不大、流域地形較好的地區(qū)是一種比較有優(yōu)勢(shì)的組網(wǎng)方式。
(三)有線通信
目前采用有線通信方式組網(wǎng)的水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng),基本上是利用電信部門(mén)提供的公用電話網(wǎng)(PSTN)。
采用有線方式的典型的系統(tǒng)如浙江珊溪水利樞紐和三峽水利樞紐水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng),珊溪系統(tǒng)組網(wǎng)規(guī)模為12:3(12個(gè)遙測(cè)站、3個(gè)中心站),系統(tǒng)中心站與測(cè)站之間采用星形結(jié)構(gòu),可使遙測(cè)站單獨(dú)出現(xiàn)故障時(shí)不會(huì)影響其他測(cè)站通信。3個(gè)中心站之間采用鏈接形式,保證所有中心站內(nèi)數(shù)據(jù)的唯一性。三峽水利樞紐水情自動(dòng)測(cè)報(bào)共81個(gè)遙測(cè)站,其中56個(gè)遙測(cè)站選用PSTN作為系統(tǒng)主要通信方式,實(shí)現(xiàn)PSTN/Inmarsat雙信道。平時(shí)正常工作采用PSTN方式傳輸數(shù)據(jù),在PSTN無(wú)法傳遞數(shù)據(jù)時(shí),測(cè)站自動(dòng)啟動(dòng)海事衛(wèi)星(Inmarsat)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
(四)衛(wèi)星通信
衛(wèi)星通信是20世紀(jì)90年代后期開(kāi)始廣泛使用在水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的一種通信方式,頻率范圍在300~300GHz。衛(wèi)星通信是指利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)或反射無(wú)線電波,在2個(gè)或多個(gè)地面站之間進(jìn)行的通信。目前運(yùn)用在水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中的衛(wèi)星主要Inmarsat、VSAT衛(wèi)星系統(tǒng)和我國(guó)自行研制的北斗通信衛(wèi)星。衛(wèi)星通信最理想的工作頻率在4/6GHz波段附近,該頻段帶寬較大,工作頻率較高,天線尺寸也較小,有利于成熟的微波中繼通信技術(shù)。
1.VSAT衛(wèi)星系統(tǒng)。VSAT衛(wèi)星通信技術(shù)是20世紀(jì)80年代興起的,我國(guó)主要是采用亞洲2號(hào)通信衛(wèi)星收集水情信息。
在我國(guó)使用VSAT通信方式的系統(tǒng)并不多,典型系統(tǒng)如廣西柳州市水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)和尼洋河水情測(cè)報(bào)系統(tǒng),其中柳州市水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)為混合組網(wǎng),系統(tǒng)規(guī)模為2:10:62(2個(gè)中心站、5個(gè)衛(wèi)星中繼站、5個(gè)超短波中繼站、32個(gè)衛(wèi)星遙測(cè)站、30個(gè)超短波遙測(cè)站);尼洋河水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)規(guī)模為3:9(3個(gè)中心站、9個(gè)衛(wèi)星遙測(cè)站),中心站采用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)方式聯(lián)網(wǎng)。
2.海事衛(wèi)星。海事衛(wèi)星(Inmarsat)屬于全球性系統(tǒng),建設(shè)初期主要服務(wù)目的是海事遇難救險(xiǎn)。隨著Inmarsat—C投入使用后,水利部門(mén)也開(kāi)始逐步采用該衛(wèi)星提供的服務(wù)。Inmarsat—C系統(tǒng)由4顆工作衛(wèi)星和7顆備用衛(wèi)星組成,可靠性非常高。
目前許多已建的或?qū)⒔ǖ南到y(tǒng)基本上采用Inmarsat—C衛(wèi)星。典型的系統(tǒng)如貴州烏江流域水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)和吉林云峰水電廠水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng),其中貴州烏江流域水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)共有49個(gè)衛(wèi)星遙測(cè)站,4個(gè)中心站,中心站之間采用VSAT衛(wèi)星組成局域網(wǎng)。云峰水電廠水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)規(guī)模為1:12(1個(gè)中心站、12個(gè)遙測(cè)站)。
3.北斗衛(wèi)星通信。北斗衛(wèi)星系統(tǒng)是我國(guó)自行研制、自主經(jīng)營(yíng)專(zhuān)為我國(guó)服務(wù)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),由2顆工作衛(wèi)星和1顆備用衛(wèi)星組成,屬于區(qū)域性系統(tǒng),2002年1月開(kāi)始運(yùn)行。
利用該衛(wèi)星的典型系統(tǒng)有陜南水利雨量監(jiān)測(cè)速報(bào)系統(tǒng)和重慶江口水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)。其中陜南水利雨量監(jiān)測(cè)速報(bào)系統(tǒng)包括67個(gè)雨量站、14個(gè)中心站,特點(diǎn)是采用并行工作體制,將雨量數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)往14個(gè)中心站進(jìn)行處理,減少中間環(huán)節(jié),充分利用系統(tǒng)資源。重慶江口水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)由17個(gè)雨量站、6個(gè)水位站和1個(gè)中心站組成。
(五)移動(dòng)通信
1.短信息方式(SMS)。短信息業(yè)務(wù)是GSM系統(tǒng)為用戶(hù)提供的一種使用手機(jī)或GSM模塊接收和發(fā)送文本消息的服務(wù)。每條短信息最多包含160字母或70個(gè)漢字。
使用該方式的典型系統(tǒng)如浙江省防汛水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)和江西萬(wàn)安水電廠水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng),其中浙江省水利廳在全省建立上百個(gè)基于GMS短消息的水情遙測(cè)站,通過(guò)GMS網(wǎng)絡(luò)建成全省統(tǒng)一的防汛水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)。江西萬(wàn)安水電廠在條件合適的位置建立GMS短消息遙測(cè)站,規(guī)模不大,但是具有一定的參考價(jià)值,因?yàn)樵撓到y(tǒng)集超短波、衛(wèi)星和GMS短消息為一體進(jìn)行混合組網(wǎng),系統(tǒng)規(guī)模較大(1:4:55)。
2.GPRS方式。GPRS是GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中以分組技術(shù)為基礎(chǔ)的傳輸系統(tǒng),它能為用戶(hù)提供高達(dá)160kbit/s的數(shù)據(jù)速率,目前基于GPRS的水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)并不多,但是應(yīng)用前景比較好。
使用該系統(tǒng)的典型系統(tǒng)有廈門(mén)市水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)和廣州市三防遙測(cè)系統(tǒng)。其中廈門(mén)市水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)由1個(gè)中心站、3個(gè)水位雨量站、2個(gè)水位站、18個(gè)雨量站組成,采用自報(bào)和中心站召測(cè)2種工作方式。廣州市三防遙測(cè)系統(tǒng)控制全廣州7435km范圍內(nèi)的水文遙測(cè)任務(wù),采用GPRS方式實(shí)時(shí)傳輸水情信息。
關(guān)鍵詞:無(wú)線通信;電網(wǎng)通信;技術(shù)分析
一、概述
電力通信網(wǎng)是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行應(yīng)運(yùn)而生的。它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)被人們合稱(chēng)為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的三大支柱。我國(guó)的電力通信網(wǎng)經(jīng)過(guò)幾十年風(fēng)風(fēng)雨雨的建設(shè),已經(jīng)初具規(guī)模,通過(guò)衛(wèi)星、微波、載波、光纜等多種通信手段構(gòu)建而成為立體交叉通信網(wǎng)。隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線通信系統(tǒng)的特性發(fā)生巨大的變化。鑒于采用無(wú)線通信網(wǎng)不依賴(lài)于電網(wǎng)網(wǎng)架,且抗自然災(zāi)害能力較強(qiáng),同時(shí)具有帶寬大、傳輸距離遠(yuǎn)、非視距傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn),非常適合彌補(bǔ)目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡(jiǎn)單介紹一下無(wú)線通信傳輸體制的應(yīng)用特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn),并分析其在電力系統(tǒng)的應(yīng)用前景。
二、無(wú)線技術(shù)介紹
(一)無(wú)線通信技術(shù)的概念
目前,無(wú)線通信及其應(yīng)用已成為當(dāng)今信息科學(xué)技術(shù)最活躍的研究領(lǐng)域之一。其一般由無(wú)線基站、無(wú)線終端及應(yīng)用管理服務(wù)器等組成。
(二)無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
無(wú)線通信技術(shù)按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術(shù),即基于IEEE802.15的無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)、基于IEEE802.11的無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)、基于IEEE802.16的無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)及基于IEEE802.20的無(wú)線廣域網(wǎng)(WWAN)。
總的來(lái)說(shuō),長(zhǎng)距離無(wú)線接入技術(shù)的代表為:GSM、GPRS、3G;短距離無(wú)線接入技術(shù)的代表則包括:WLAN、UWB等。按照移動(dòng)性又可以分為移動(dòng)接入和固定接入。其中固定無(wú)線接入技術(shù)主要有:3.5GHz無(wú)線接入(MMDS)、本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(LMDS)、802.16d;移動(dòng)無(wú)線接入技術(shù)主要包括:基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無(wú)線接入和寬帶無(wú)線接入。其中寬帶無(wú)線接入技術(shù)的代表有3G、LMDS、WiMAX;窄帶無(wú)線接入技術(shù)的代表有第一代和第二代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。
1.主流無(wú)線通信技術(shù)
從技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)可以看出,以O(shè)FDM+MIMO為核心的無(wú)線通信技術(shù)將成為未來(lái)無(wú)線通信發(fā)展的主流方向。而目前基于該技術(shù)的無(wú)線通信技術(shù)主要有:B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術(shù)。
2.其他無(wú)線通信技術(shù)
除了上述主流的無(wú)線通信技術(shù)外,目前已存在的無(wú)線通信技術(shù)還包括:IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術(shù)及LMDS、MMDS、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波、衛(wèi)星通信等長(zhǎng)距離通信技術(shù)。
(1)IrDA:InfraredDataAssociation,是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,通信距離一般在0~1m之間,傳輸速率最快可達(dá)16Mbps,通信介質(zhì)為波長(zhǎng)900納米左右的近紅外線。
(2)Bluetooth:Bluetooth工作在全球開(kāi)放的2.4GHzISM頻段,使用跳頻頻譜擴(kuò)展技術(shù),通信介質(zhì)為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。
(3)RFID:RadioFrequencyIdentification,即射頻識(shí)別,俗稱(chēng)電子標(biāo)簽。它是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID由標(biāo)簽、解讀器和天線三個(gè)基本要素組成。
(4)UWB:UltraWideband,即超寬帶技術(shù)。UWB通信又被稱(chēng)為是無(wú)載波的基帶通信,幾乎是全數(shù)字通信系統(tǒng),所需要的射頻和微波器件很少,因此可以減小系統(tǒng)的復(fù)雜性,降低成本。
三、無(wú)線技術(shù)優(yōu)劣分析
(一)WLAN技術(shù)分析
Wi-Fi的技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)相當(dāng)成熟,而且大批量生產(chǎn)。該技術(shù)適用于無(wú)線局域網(wǎng),作為有線網(wǎng)絡(luò)的延伸,對(duì)于特殊地點(diǎn)寬帶應(yīng)用,盡管Wi-Fi技術(shù)應(yīng)用非常廣泛,但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患,Wi-Fi采用的是射頻(RF)技術(shù),通過(guò)空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用無(wú)線電波傳輸數(shù)據(jù)信號(hào),所以非常容易受到來(lái)自外界的攻擊,黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內(nèi)盜取數(shù)據(jù)甚至進(jìn)入未受保護(hù)的公司內(nèi)部局域網(wǎng)。
(二)WiMax技術(shù)分析
WiMax是一個(gè)先進(jìn)的技術(shù),推出相對(duì)較晚,存在頻率復(fù)用性小、利用率低的問(wèn)題,但由于最近才完成標(biāo)準(zhǔn)化,該技術(shù)的大規(guī)模推廣還需要實(shí)踐考驗(yàn)。從應(yīng)用前景看,該技術(shù)可以在較大范圍內(nèi)滿(mǎn)足上網(wǎng)要求,覆蓋可以包括室外和室內(nèi),可以進(jìn)行大面積的信號(hào)覆蓋,甚至只要少數(shù)基站就可以實(shí)現(xiàn)全城覆蓋。WiMax由于其技術(shù)的先進(jìn)性和超遠(yuǎn)的傳輸距離,一直被業(yè)界看好,是未來(lái)移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展方向,并提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。
(三)WMN技術(shù)分析
WMN是正在研究中的技術(shù),在研究中不斷地在不同方面結(jié)合各種技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行融合,而且暫時(shí)沒(méi)有一個(gè)成熟的產(chǎn)品系列來(lái)支持該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。從應(yīng)用前景看,WMN這一新興網(wǎng)絡(luò)不僅在無(wú)線寬帶接入中有著廣闊的應(yīng)用空間,在其他方面如結(jié)合數(shù)據(jù)、圖像采集模塊可以對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控或數(shù)據(jù)采集,并廣泛應(yīng)用到環(huán)境檢測(cè)、工業(yè)、交通等領(lǐng)域。隨著其他技術(shù)的不斷更新完善,WMN更好地與之相融合、互補(bǔ),從而能夠揚(yáng)長(zhǎng)避短,發(fā)揮出各自的優(yōu)勢(shì)。
(四)3G技術(shù)分析
3G于1996年提出標(biāo)準(zhǔn),2000年完成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。3G網(wǎng)絡(luò)部署已具備相當(dāng)?shù)膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn),有一成套建網(wǎng)的理論,包括對(duì)網(wǎng)絡(luò)的鏈路預(yù)算、傳播模型預(yù)算以及計(jì)算機(jī)仿真等。從商用前景看,目前,3G在部分地區(qū)已得到大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用,比如歐洲很多國(guó)家、日本、韓國(guó)等都已經(jīng)建設(shè)了3G的網(wǎng)絡(luò)。3G技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入可以實(shí)用的階段,還有很多國(guó)家和地區(qū)正在建設(shè)或?qū)⒁ㄔO(shè)3G網(wǎng)絡(luò)。
(五)LMDS技術(shù)分析
本地多點(diǎn)分布業(yè)務(wù)系統(tǒng)LMDS是一種提供點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信的固定寬帶無(wú)線接入技術(shù),其工作頻率在20GHZ以上,利用毫米波傳輸,可在一定的范圍內(nèi)提供數(shù)字雙工語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、因特網(wǎng)和視頻業(yè)務(wù),是一種非常好的寬帶固定無(wú)線接入解決方案。在最優(yōu)情況下,距離可達(dá)8公里;但是由于受降雨的原因,距離通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通過(guò)扇區(qū)或基站設(shè)備將ATM骨干網(wǎng)基帶信息調(diào)制為射頻信號(hào)發(fā)射出去,在其覆蓋區(qū)域內(nèi)的許多用戶(hù)端設(shè)備接收并將射頻信號(hào)還原為ATM基帶信號(hào),在無(wú)需為每個(gè)用戶(hù)專(zhuān)門(mén)鋪設(shè)光纖或銅纜情況下,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向?qū)ΨQ(chēng)高帶寬無(wú)線傳輸。
(六)MMDS技術(shù)分析
MMDS的主要缺點(diǎn)是有阻塞問(wèn)題且信號(hào)質(zhì)量易受天氣變化的影響,可用頻帶亦不夠?qū)挘疃嗖怀^(guò)200MHz。其次,MMDS對(duì)傳輸路徑要求非常嚴(yán)格。由于MMDS采用的調(diào)制技術(shù)主要是相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調(diào)制QAM調(diào)制技術(shù),無(wú)法做到非視距傳輸,在目前復(fù)雜的城市環(huán)境下難以推廣應(yīng)用。另外,MMDS沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),各廠家的設(shè)備存在兼容性問(wèn)題。
(七)集群通信技術(shù)分析
數(shù)字集群系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn),它的頻譜利用率有很大提高,可進(jìn)一步提高集群系統(tǒng)的用戶(hù)容量;它提高了信號(hào)抗信道衰落的能力,使無(wú)線傳輸質(zhì)量變好;由于使用了發(fā)展成熟的數(shù)字加密理論和實(shí)用技術(shù),所以對(duì)數(shù)字系統(tǒng)來(lái)說(shuō),保密性也有很大改善。
數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)可提供多業(yè)務(wù)服務(wù),也就是說(shuō)除數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)外,還可以傳輸用戶(hù)數(shù)字、圖像信息等。由于網(wǎng)內(nèi)傳輸?shù)氖墙y(tǒng)一的數(shù)字信號(hào),因此極大地提高了集群網(wǎng)的服務(wù)功能。
(八)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波通信技術(shù)分析
微波傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一,可以降低運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)成本。與租用線路相比,微波系統(tǒng)的投資只要一年左右即可收回。第二,微波傳輸系統(tǒng)部署簡(jiǎn)潔快速。與傳統(tǒng)的傳輸手段相比,其快速部署的優(yōu)勢(shì)可以更快地滿(mǎn)足新業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。第三,目前的微波產(chǎn)品對(duì)未來(lái)的發(fā)展是有保障的,對(duì)于運(yùn)營(yíng)商的新業(yè)務(wù)和新需求都可以給予很好的支撐。未來(lái),微波傳輸系統(tǒng)將升級(jí)到全I(xiàn)P的平臺(tái)之上,可以全面支持運(yùn)營(yíng)商未來(lái)的發(fā)展。
(九)衛(wèi)星通信技術(shù)分析
利用衛(wèi)星在有些人口不很密集的地區(qū)來(lái)配合陸地通信。在這些地區(qū)散布著范圍較廣但不密集的用戶(hù),可以利用衛(wèi)星作為用戶(hù)連至固定有線網(wǎng)的接入設(shè)施。在陸地通信網(wǎng)已經(jīng)構(gòu)成寬帶多媒體通信網(wǎng)的環(huán)境下,利用衛(wèi)星建成寬帶衛(wèi)星接入系統(tǒng)是比較好而切合實(shí)際的方案,經(jīng)濟(jì)又可靠。
但是衛(wèi)星通信畢竟是采用衛(wèi)星作為通信平臺(tái),其地面站的建設(shè)、通信信道租用費(fèi)用都需要花費(fèi)大量資金,而且通信資源為衛(wèi)星通信公司所有,受其帶寬的限制,使得大量數(shù)據(jù)的傳輸需要付出非常大的代價(jià)。因此,作為日常生產(chǎn)、生活使用是極為不經(jīng)濟(jì)的;而將衛(wèi)星通信作為應(yīng)急通信、作戰(zhàn)通信、海外通信等則比較適合。
四、無(wú)線技術(shù)綜合比較
目前無(wú)線通信領(lǐng)域各種技術(shù)的互補(bǔ)性日趨鮮明。這主要表現(xiàn)在不同的接入技術(shù)具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區(qū)域、不同的技術(shù)特點(diǎn)、不同的接入速率。3G可解決廣域無(wú)縫覆蓋和強(qiáng)漫游的移動(dòng)性需求,WLAN可解決中距離的較高速數(shù)據(jù)接入,而UWB可實(shí)現(xiàn)近距離的超高速無(wú)線接入。
首先,從標(biāo)準(zhǔn)化程度上看,本報(bào)告所涉及的技術(shù)中,僅僅WMN技術(shù)沒(méi)有成熟的標(biāo)準(zhǔn)體系,LMDS、MMDS、集群通信均有多種標(biāo)準(zhǔn),只是沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),其余的技術(shù)均已經(jīng)完成標(biāo)準(zhǔn)化工作,并且都進(jìn)行了試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)和商業(yè)網(wǎng)建設(shè)。
從頻率上看,Wi-Fi技術(shù)、WMN均使用的是開(kāi)放頻段,WiMax技術(shù)、3G技術(shù)等其他技術(shù)使用的是授權(quán)頻段。
從覆蓋范圍上看,Wi-Fi技術(shù)、WMN技術(shù)屬于局域網(wǎng)無(wú)線接入技術(shù),僅覆蓋35m~100m;WiMax技術(shù)、3G技術(shù)、LMDS技術(shù)、MMDS技術(shù)、集群通信屬于城域網(wǎng)接入技術(shù),覆蓋范圍在1km~54km不等,而衛(wèi)星通信、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波則屬于廣域網(wǎng)技術(shù),通常用于通信主干組網(wǎng)建設(shè)。
從傳輸速率上看,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波和衛(wèi)星通信屬于干線傳輸技術(shù),不同的情況速率變化較大,而其余的技術(shù)均為接入技術(shù),僅僅是3G技術(shù)接入速率最小,僅為384k,而其余技術(shù)均為幾十M甚至上百M(fèi)的速率。
從調(diào)制技術(shù)上看,其中WiFi技術(shù)、WiMax技術(shù)、WMN、3G技術(shù)均采用最新的調(diào)制技術(shù)OFDM,其余的技術(shù)均未采用OFDM調(diào)制技術(shù)。
從天線技術(shù)上看,僅僅3G和WiMax技術(shù)采用了MIMO技術(shù),而其他技術(shù)均未采用MIMO技術(shù);從傳輸環(huán)境上看,僅僅WiMax技術(shù)和3G技術(shù)支持非視距傳輸,其余技術(shù)均要求視距傳輸環(huán)境;從網(wǎng)絡(luò)安全和QoS機(jī)制上看,WiMax技術(shù)和3G技術(shù)在這方面做得比較優(yōu)秀、完善,其余的均存在較大的問(wèn)題。
[關(guān)鍵詞]衛(wèi)星通信自動(dòng)跟蹤步進(jìn)跟蹤
中圖分類(lèi)號(hào):TN927.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)06-0132-01
一、衛(wèi)星地面站天線跟蹤技術(shù)
衛(wèi)星通信具有通信距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍大、通信方式靈活多樣、質(zhì)量高、容量大、組網(wǎng)迅速、基本不受地理和自然環(huán)境限制等一系列優(yōu)點(diǎn)。但由于地球重力分布的不規(guī)則性及太陽(yáng)風(fēng)壓等對(duì)通信衛(wèi)星的影響,使衛(wèi)星在軌道位置上發(fā)生偏移。當(dāng)衛(wèi)星使用年久時(shí),其姿態(tài)控制能力下降,漂移現(xiàn)象更為嚴(yán)重。從而使沒(méi)有跟蹤控制系統(tǒng)的天線指向偏向衛(wèi)星。另一方面,采用大口徑天線接收信號(hào)時(shí),因頻率高天線主波束寬度窄,因受風(fēng)力或自身形變等因素的影響會(huì)造成其指向偏離衛(wèi)星,使天線接收增益大幅度下降,使通信或廣播信號(hào)中斷。所以為了保障通信效果就要求衛(wèi)星天線能夠隨著衛(wèi)星位置的變化進(jìn)行角度調(diào)整即衛(wèi)星跟蹤。這就要求衛(wèi)星天線具有良好的跟蹤系統(tǒng),跟蹤系統(tǒng)的任務(wù)就是保證通信系統(tǒng)的天線指向能夠穩(wěn)定可靠地對(duì)準(zhǔn)通信目標(biāo),從而使通信系統(tǒng)能夠保持正常工作。跟蹤系統(tǒng)的作用是使天線對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星,以最大實(shí)現(xiàn)天線的增益。目前衛(wèi)星地面站對(duì)衛(wèi)星的跟蹤有三種方式:手動(dòng)跟蹤、自動(dòng)跟蹤和程序跟蹤。
手動(dòng)跟蹤是指操作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或預(yù)知的衛(wèi)星軌道位置數(shù)據(jù),用人工手動(dòng)操縱的方式調(diào)整天線的指向,再根據(jù)收到信標(biāo)信號(hào)的大小人工操縱調(diào)整天線,使接收信號(hào)最強(qiáng)。
程序跟蹤是指將衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)和天線平臺(tái)地理坐標(biāo)和姿態(tài)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、運(yùn)算、比較,得出衛(wèi)星軌道和天線實(shí)際角度的角度差值,然后將此值送入伺服控制器,驅(qū)動(dòng)天線,消除誤差角。不斷地比較、驅(qū)動(dòng),使天線指向衛(wèi)星。
自動(dòng)跟蹤是指根據(jù)地面站天線接收到衛(wèi)星所發(fā)的信標(biāo)信號(hào),通過(guò)下變頻、放大后輸入信標(biāo)接收機(jī),檢測(cè)出俯仰和方位誤差信號(hào),根據(jù)誤差信號(hào)大小和方向由伺服控制器驅(qū)動(dòng)天線轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng),使天線自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。由于自動(dòng)跟蹤操作較為簡(jiǎn)單較為可靠,故目前衛(wèi)星地面站大都采用自動(dòng)跟蹤技術(shù)。
二、幾種自動(dòng)跟蹤技術(shù)
目前地球站采用的主要有步進(jìn)跟蹤、圓錐掃描跟蹤和單脈沖跟蹤這三種跟蹤技術(shù)。
1.步進(jìn)跟蹤
步進(jìn)跟蹤是二十世紀(jì)70年代初期發(fā)展起來(lái)的一種自動(dòng)跟蹤技術(shù)。步進(jìn)跟蹤的原理和設(shè)備都很簡(jiǎn)單,它以天線指向衛(wèi)星時(shí)收到的信標(biāo)信號(hào)電平值為依據(jù),通過(guò)比較兩次移動(dòng)的電平大小,下一次朝電平大的方向移動(dòng),尋找信標(biāo)信號(hào)電平的最大值進(jìn)行跟蹤,屬于極值跟蹤。基本原理為收到并檢測(cè)出信號(hào)電平后,按一定的時(shí)間間隔,使天線在方位面或俯仰面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)微小的角度,通常為主瓣波束半功率角的1/10至1/15左右,通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)接收信號(hào)電平進(jìn)行增減判別,如果接收信號(hào)電平增大,則天線沿原方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)微小角度;如果接收信電平減小,則天線反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。這一過(guò)程在天線的兩個(gè)正交的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(方位軸和俯仰軸)之間重復(fù)交替進(jìn)行,這樣就能使天線波束逐步對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。這種方式由于通過(guò)使天線指向一步步的朝信號(hào)最強(qiáng)的方向移動(dòng),因此被稱(chēng)為步進(jìn)跟蹤。這種體制的缺點(diǎn)是天線波束不能停留在對(duì)準(zhǔn)星體的方向上,而是在該方向的周?chē)粩嗟財(cái)[動(dòng),因而跟蹤精度不高。但由于它的設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)格較低,并能夠很方便的與計(jì)算機(jī)連用,所以在衛(wèi)星位置精度的提高和計(jì)算機(jī)飛速發(fā)展的今天,越來(lái)越多的地面站使用步進(jìn)跟蹤技術(shù)。
步進(jìn)跟蹤只需要一個(gè)射頻信道,且射頻穩(wěn)定度不重要,對(duì)饋源要求低,因此設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,成本低,適合跟蹤低速率衛(wèi)星(特別是同步軌道衛(wèi)星),目前普遍應(yīng)用于各類(lèi)大中小型地球站,但也有跟蹤精度不高、跟蹤速度慢等缺點(diǎn)。
2.圓錐掃描跟蹤
圓錐掃描跟蹤是指天線在跟蹤時(shí)饋源繞天線軸圓周運(yùn)動(dòng),或是副天線面傾斜旋轉(zhuǎn),這樣整個(gè)天線波束呈圓錐狀旋轉(zhuǎn),因此被叫做圓錐掃描。當(dāng)天線軸對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星時(shí),地球站接收到的信標(biāo)電平是一恒定值;當(dāng)天線軸偏離衛(wèi)星時(shí),接收到的信號(hào)為被波束旋轉(zhuǎn)頻率調(diào)制后的信號(hào),調(diào)制幅度取決于衛(wèi)星偏離大小,而調(diào)制相位則取決于衛(wèi)星偏離方向。
圓錐掃描跟蹤的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備較簡(jiǎn)單;缺點(diǎn)是饋源永遠(yuǎn)偏離拋物面的焦點(diǎn),使天線增益下降,同時(shí)需要饋源持續(xù)的圓周機(jī)械運(yùn)動(dòng),可靠性較差,跟蹤時(shí)要得到一系列回波脈沖后,才能得到角誤差信號(hào),實(shí)時(shí)性較差。
3.單脈沖跟蹤
單脈沖跟蹤方式由天線饋源輸出和信號(hào)與差信號(hào),和、差射頻信號(hào)經(jīng)射頻前端變換處理后送至跟蹤接收機(jī),并由跟蹤接收機(jī)輸出兩路與天線軸偏離衛(wèi)星角度成正比的方位誤差信號(hào)與俯仰誤差信號(hào)到伺服控制單元,控制天線運(yùn)動(dòng),完成對(duì)衛(wèi)星的實(shí)時(shí)跟蹤。
單脈沖跟蹤能從每個(gè)接收脈沖中得到完整的角誤差信息,這種跟蹤方式是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng),具有實(shí)時(shí)性好,跟蹤精度高的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)通道數(shù)量的不同有單通道、雙通道、三通道等三種不同的實(shí)現(xiàn)方式。
單脈沖跟蹤能在一個(gè)脈沖的間隔時(shí)間內(nèi)確定天線波束偏離衛(wèi)星的方向和偏差大小,伺服系統(tǒng)據(jù)此實(shí)時(shí)調(diào)整天線實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。單脈沖跟蹤的跟蹤速度和跟蹤精度比步進(jìn)跟蹤體制要高得多,但它需要復(fù)雜的饋源系統(tǒng)和跟蹤接收系統(tǒng),并且造價(jià)很高。
關(guān)鍵詞:通信技術(shù) 破壞性地震 應(yīng)用 重要性
中圖分類(lèi)號(hào):TN927.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-3973(2013)010-148-02
根據(jù)我國(guó)的實(shí)際地質(zhì)條件,在自然災(zāi)害中,地震在其中占用很大一部分,造成的損失是非常巨大的,無(wú)論是上世紀(jì)的唐山大地震還是2008年的汶川大地震,其導(dǎo)致的直接間接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)幾十億,死亡人數(shù)在幾十萬(wàn),對(duì)我國(guó)構(gòu)建社會(huì)和諧是很大的阻礙。在地震前后保持良好的通信可以很好的保證相關(guān)救援工作的展開(kāi),地震前期對(duì)于普通通信信號(hào)有很大的影響,震后又對(duì)基礎(chǔ)的通信設(shè)施造成嚴(yán)重的破壞,建設(shè)相應(yīng)的應(yīng)急通信設(shè)備是很重要的。
隨著通信技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步,破壞性地震中的應(yīng)急相關(guān)通信措施已經(jīng)發(fā)展的較為成熟,但是地震是不無(wú)估計(jì)的自然災(zāi)害,必須繼續(xù)加強(qiáng)相關(guān)的通信設(shè)施和技術(shù),以達(dá)到萬(wàn)無(wú)一失。國(guó)家對(duì)此領(lǐng)域的投入也逐年增加,被列入幾個(gè)五年計(jì)劃,主要通信手段包括數(shù)據(jù)的傳遞、視頻的收集和主要的語(yǔ)音通話。每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)于通信手段的要求是不同的,需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇和應(yīng)用。
1 破壞性地震中通信技術(shù)的重要性
眾所周知,破壞性地震給國(guó)家和人民帶來(lái)了很?chē)?yán)重的損失,基本處在地震范圍內(nèi)大多數(shù)基礎(chǔ)設(shè)施都被破壞,而處在其中的人們要想得到及時(shí)的救援,必須要取得和外界的聯(lián)系,提供有用的實(shí)時(shí)信息才能夠保證救援的快速和安全進(jìn)行。不同級(jí)別的地震的破壞程度是不同的,這就要求必須要有根據(jù)實(shí)際情況的信息,而不能夠單憑經(jīng)驗(yàn)就行處理,損失程度一般會(huì)隨著通信恢復(fù)的速度的加快而迅速降低,保證震區(qū)和外界的聯(lián)系是挽回?fù)p失的關(guān)鍵一步。
破壞性地震對(duì)通信的影響主要有以下幾個(gè)方:通信設(shè)備遭到破壞,光纖、電話線和移動(dòng)通信基站的破壞,無(wú)線和有限網(wǎng)絡(luò)都無(wú)法連接,實(shí)時(shí)通信出現(xiàn)硬件性的障礙;震后通信信息量的猛增,常規(guī)的通信硬件不能滿(mǎn)足震時(shí)的通信需求,負(fù)荷過(guò)大的后果就是造成相關(guān)救援信息的傳遞障礙,營(yíng)救行動(dòng)得到阻礙;地震產(chǎn)生的電磁波可以嚴(yán)重影響無(wú)線通信信號(hào),傳遞的信息就不會(huì)完整。
這就要求對(duì)震時(shí)進(jìn)行及時(shí)應(yīng)急通信系統(tǒng)的建立,救援人員掌握了現(xiàn)場(chǎng)的信息后制定有效的救援計(jì)劃才能最大可能的挽救不必要的損失,震區(qū)的人民安全才能第一時(shí)間得到保障。
2 破壞性地震對(duì)通信技術(shù)的需求
根據(jù)不同地震級(jí)別,震區(qū)和救援隊(duì)伍對(duì)通信技術(shù)的需求有所不同,相對(duì)的應(yīng)急預(yù)案也是不同的。
2.1 較小級(jí)別(5-6級(jí))的破壞性地震對(duì)通信的需求
較小級(jí)別的地震破壞性較小,每年有很多處于地震帶的地方都會(huì)發(fā)生多次同等級(jí)別的地震,其主要對(duì)通信的影響是我國(guó)移動(dòng)、聯(lián)通、電信等公司在此地區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸量的巨大上升,震區(qū)內(nèi)部的人員都想第一時(shí)刻知道自己親戚朋友的安全情況,而震區(qū)外的人也有這樣的心理,這就造成即使的通信量的增大,嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)造成系統(tǒng)的癱瘓,但是3G業(yè)務(wù)相關(guān)區(qū)域依然可以正常使用;語(yǔ)言通信處于較為正常的狀態(tài),但是在烈度7以上的地方有一定的通信盲區(qū);對(duì)地面網(wǎng)絡(luò)的影響較小。這種級(jí)別的地震只需地面通信硬件支持即可完成較為圓滿(mǎn)的救援工作,衛(wèi)星等應(yīng)急通信工具在極為特殊的情況在才會(huì)得到使用。
2.2 中等級(jí)別(6-7級(jí))的破壞性地震對(duì)通信的需求
此類(lèi)級(jí)別的地震對(duì)地面已經(jīng)有了一定的破壞,基礎(chǔ)的地面通信業(yè)務(wù)在較低烈度的地區(qū)還是可以正常使用,但是破壞嚴(yán)重地區(qū)基本處于癱瘓狀態(tài);語(yǔ)言通信也在較高烈度地區(qū)受到嚴(yán)重影響,不能夠正常使用;網(wǎng)絡(luò)的使用在低烈度地區(qū)正常,烈度在8度以上的區(qū)域要求使用衛(wèi)星通信等應(yīng)急通信措施;移動(dòng)、聯(lián)通公司在較大數(shù)據(jù)傳輸上不能夠正常完成,只有3G業(yè)務(wù)在較低的烈度區(qū)才能使用。
2.3 中等級(jí)別(7-8級(jí))的破壞性地震對(duì)通信的需求
此類(lèi)級(jí)別的地震造成的破壞程度較大,上世紀(jì)的唐山大地震后有數(shù)十天的地面通信無(wú)法恢復(fù),一直處于癱瘓狀態(tài),其對(duì)通信設(shè)施的破壞程度巨大,且范圍很廣,語(yǔ)言通信基本不能夠進(jìn)行,只有很少區(qū)域破壞程度較小地區(qū)可能進(jìn)行短時(shí)間的語(yǔ)言通信,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基本不能工作,3G業(yè)務(wù)在地震的初期可以進(jìn)行短時(shí)間的應(yīng)急支持;地面有線網(wǎng)絡(luò)基本處于癱瘓,要想恢復(fù)期原有的通信能力基本不可能實(shí)現(xiàn)。這種級(jí)別的地震對(duì)應(yīng)急通信的需求和依靠程度很大,只有應(yīng)用這些才能夠?qū)Φ貐^(qū)的安全救援進(jìn)行保證。
2.4 大級(jí)別(8級(jí)以上)的破壞性地震對(duì)通信的需求
8級(jí)以上的地震可以說(shuō)是摧毀性的,所有的設(shè)施全部遭到破壞,CDMA、GRS業(yè)務(wù)都不能正常使用,所有的有線、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)都不能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞,語(yǔ)言、視頻等通信方式都不能夠應(yīng)用,只有依靠衛(wèi)星信號(hào)等應(yīng)急的通信設(shè)施才能夠進(jìn)行。
3 通信技術(shù)在破壞性地震中的具體應(yīng)用
根據(jù)不同級(jí)別的破壞性地震要有不同的應(yīng)急通信手段的使用,其目的都是盡快的取得與震區(qū)的聯(lián)系,得到震區(qū)的基本情況,以進(jìn)行救援計(jì)劃的進(jìn)行,保證救援人員安全的同時(shí)及時(shí)的營(yíng)救震區(qū)的災(zāi)民,挽救國(guó)家的很多財(cái)產(chǎn)。我國(guó)是一個(gè)地震多發(fā)國(guó),對(duì)地震時(shí)通信技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)有很多的年的研究,并發(fā)展的較為成熟,隨著科技的不斷進(jìn)步和科學(xué)家的不斷創(chuàng)新實(shí)踐,很多新型的應(yīng)急通信措施得到應(yīng)用。
3.1 衛(wèi)星通信技術(shù)在破壞性地震中的應(yīng)用
衛(wèi)星通信的使用是在地面通信不能夠滿(mǎn)足救援需要時(shí)采取的應(yīng)急通信措施,其在較大地震中的應(yīng)用廣泛,也是現(xiàn)今世界地震時(shí)通信的主要應(yīng)用手段。衛(wèi)星通信的使用,使語(yǔ)言通信、視頻業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)傳輸都得到恢復(fù),其全面的通信業(yè)務(wù)也是首選其為應(yīng)急措施的重要一點(diǎn),其中,語(yǔ)言通信業(yè)務(wù)以海事衛(wèi)星電話、亞星電話、VSAT衛(wèi)星電話為主,地面可使用基站的移動(dòng)電話;VSAT 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)是視頻業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕侄?,地面通訊系統(tǒng)可以采用3G技術(shù)或?qū)崟r(shí)通訊技術(shù);地面仍是采用3G技術(shù)或其他通信技術(shù),全面支持破壞性地震發(fā)生后通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,為災(zāi)區(qū)應(yīng)急通信系統(tǒng)建立提供技術(shù)支持。
3.2 第三代移動(dòng)通信技術(shù)在破壞性地震中的應(yīng)用
第三代的移動(dòng)通信技術(shù)(3G)憑借較為高速的數(shù)據(jù)傳輸硬件和較廣的信號(hào)覆蓋范圍,在地震時(shí)得到很多的應(yīng)用,依靠它建立起來(lái)的由各野外監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、中心系統(tǒng)和無(wú)線業(yè)務(wù)傳輸網(wǎng)絡(luò)組成的應(yīng)急通信系統(tǒng)可以很好的保證信息的傳遞,各野外監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)憑借著,無(wú)限制的時(shí)間、地點(diǎn)、數(shù)量的優(yōu)勢(shì),靈活的進(jìn)行合理的安排;中心系統(tǒng)則有專(zhuān)門(mén)的線路,可以承受較大數(shù)據(jù)傳輸,足以滿(mǎn)足震區(qū)的通信數(shù)據(jù)量;而無(wú)線業(yè)務(wù)則是在基礎(chǔ)的2G網(wǎng)絡(luò)線路上建立起來(lái)的,對(duì)其進(jìn)行改造后提升了其網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力,保證網(wǎng)絡(luò)具有自主管理能力。
4 結(jié)論
地震是破壞程度很大的自然災(zāi)害,早一步得到震區(qū)的信息就能及時(shí)對(duì)其災(zāi)民和財(cái)產(chǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)移,不同地震級(jí)別對(duì)于通信的破壞程度不同,采取的通信應(yīng)急預(yù)案也是不同的,但是目的都是保證救援的圓滿(mǎn)進(jìn)行,較大的破壞性地震中對(duì)衛(wèi)星通信和3G業(yè)務(wù)都有較多的應(yīng)用,也是現(xiàn)階段的主要應(yīng)急手段,全球的科學(xué)家都在繼續(xù)努力開(kāi)發(fā)更加快速安全的相關(guān)通信技術(shù),以將地震的影響降到最低。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:微波通信技術(shù) 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類(lèi)號(hào):TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2013)05(c)-0015-01
20世紀(jì)中后期,隨著微波通信技術(shù)的快速發(fā)展,中小容量的數(shù)字微波通信系統(tǒng)走入了人們的生活,宣告著數(shù)字時(shí)代的來(lái)臨。經(jīng)過(guò)研究人員的不懈努力,80年代末,SDH微波通信技術(shù)已經(jīng)在各行業(yè)的輸送系統(tǒng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。目前,數(shù)字微波通信已經(jīng)同衛(wèi)星通信和光纖通信一起被稱(chēng)為通信傳輸領(lǐng)域的三大支柱。
1 SDH概述
SDH是融合了復(fù)接、信息傳輸以及交換等功能,并由網(wǎng)管系統(tǒng)統(tǒng)一操作的一類(lèi)綜合性質(zhì)的信息傳輸網(wǎng)絡(luò),其適應(yīng)能力非常強(qiáng),不僅可以適用于光纖和微波通用技術(shù)體制,還可以在衛(wèi)星傳輸通用技術(shù)體制下使用。有效地提升了網(wǎng)絡(luò)管理效率,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及不同廠商設(shè)備間的相互通信等,從而使得網(wǎng)絡(luò)資源得到了充分利用、大幅度降低了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的維護(hù)成本,同時(shí),其可靠性相對(duì)較高。因此,SDH已經(jīng)成為當(dāng)前世界信息傳輸技術(shù)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
2 SDH的優(yōu)缺點(diǎn)
2.1 SDH的優(yōu)點(diǎn)
(1)SDH傳輸系統(tǒng)具有統(tǒng)一的幀結(jié)構(gòu)數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn),能夠確保網(wǎng)管系統(tǒng)互通,所以在橫向兼容性方面做得很好?,F(xiàn)有的PDH能夠與其完全兼容,同時(shí),還可以容納多種新型業(yè)務(wù)信號(hào),從而構(gòu)成了全球范圍內(nèi)統(tǒng)一的數(shù)字傳輸體制標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了高度的網(wǎng)絡(luò)可靠性。
(2)SDH接入系統(tǒng)可以利用相關(guān)的軟件將高速信號(hào)一次性直接分插出低速支路信號(hào),進(jìn)而達(dá)到復(fù)用的目的,從而有效地簡(jiǎn)化了PDH的復(fù)用過(guò)程,提升了網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的傳輸透明性。
(3)借助于分插復(fù)用器和數(shù)字交叉連接,有效地提升了網(wǎng)絡(luò)的自愈和重組能力,生存率顯著提升。有效地實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化和智能化。
2.2 SDH的缺點(diǎn)
為了更好地提升系統(tǒng)的可靠性,在SDH的信號(hào)當(dāng)中增加了大量的開(kāi)銷(xiāo)字節(jié),從而導(dǎo)致PDH信號(hào)占用的傳輸速率相對(duì)于SDH信號(hào)要窄,也就是降低了PDH的速率。而這也就導(dǎo)致了SDH的有效性下降。
SDH的OAM自動(dòng)化程度高,主要是加設(shè)了大量的應(yīng)用軟件,而這一設(shè)置盡管能夠提升系統(tǒng)的自動(dòng)化程度,但卻為計(jì)算機(jī)帶來(lái)了一定的安全隱患,計(jì)算機(jī)病毒已經(jīng)成為系統(tǒng)安全的重要威脅。
3 SDH的應(yīng)用現(xiàn)狀
目前,SDH在眾多通信領(lǐng)域都被廣泛使用。尤其是在廣域網(wǎng)和專(zhuān)用網(wǎng)領(lǐng)域?;赟DH的骨干光傳輸網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被移動(dòng)、聯(lián)通、廣電等電信運(yùn)營(yíng)經(jīng)銷(xiāo)商大規(guī)模鋪設(shè)。SDH環(huán)路憑借著大容量?jī)?yōu)勢(shì)已經(jīng)承載了IP業(yè)務(wù)、ATM業(yè)務(wù)等。甚至很多大型的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)也紛紛采用SDH技術(shù)。例如:電力系統(tǒng),利用建立的SDH環(huán)路實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部的數(shù)據(jù)、視頻以及遠(yuǎn)控等服務(wù)。
4 SDH技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
SDH作為當(dāng)前信號(hào)傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用熱點(diǎn),其不僅具備路由的自動(dòng)選擇功能,還具備上下電路便利、易于維護(hù)和管理等功能。同時(shí),其執(zhí)行統(tǒng)一的傳輸標(biāo)準(zhǔn),使得在業(yè)務(wù)的傳輸過(guò)程中速率更高,并能夠更好的滿(mǎn)足當(dāng)前通信領(lǐng)域的發(fā)展需要。到目前為止,SDH已經(jīng)建立的和即將建立的一系列建議已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了SDH方面的全覆蓋。其不僅在各類(lèi)通信網(wǎng)中廣泛應(yīng)用,還在光纖通信以及衛(wèi)星通信等領(lǐng)域中得到了廣泛的研究與發(fā)展。
近年來(lái),網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,使得點(diǎn)播電視、寬帶業(yè)務(wù)以及多媒體業(yè)務(wù)大量涌現(xiàn),進(jìn)而為SDH技術(shù)的應(yīng)用提供了更為廣泛的空間。SDH技術(shù)在接入網(wǎng)中的應(yīng)用,不僅能夠?yàn)榇笮推笫聵I(yè)用戶(hù)提供更加可靠、質(zhì)量更高的業(yè)務(wù)服務(wù),還能夠有效地提升網(wǎng)絡(luò)性能。并且,網(wǎng)管范圍還可以擴(kuò)大到客戶(hù)端,使得維護(hù)工作量大大降低。同時(shí),SDH的應(yīng)用靈活性,也使得網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者能夠?yàn)橛脩?hù)提供更便捷的長(zhǎng)短期業(yè)務(wù)。
從技術(shù)上來(lái)看,接入層的相對(duì)帶寬需求較小,需要提供IP、TDM,可能還有ATM等綜合業(yè)務(wù)傳送。以SDH系統(tǒng)為基礎(chǔ)并能夠提供IP、ATM傳送與處理的系統(tǒng)(包括TDM、IP與ATM接口,甚至包括IP和ATM 交換模塊)將是解決接入層傳送的主要方法,這種方式可廉價(jià)地在一個(gè)業(yè)務(wù)提供點(diǎn)(POP)上提供高質(zhì)量專(zhuān)線、ATM、IP等業(yè)務(wù)的接入、傳送和保護(hù)。
隨著骨干傳輸容量不斷增大,城域傳輸網(wǎng)絡(luò)的接入能力也多樣化。但以IP為主的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)仍然是不可預(yù)知的,這需要傳輸網(wǎng)絡(luò)具有更好的自適應(yīng)能力,而這種自適應(yīng)能力不僅僅是網(wǎng)絡(luò)接口或網(wǎng)絡(luò)容量的適應(yīng)能力,而且要求網(wǎng)絡(luò)連接的自適應(yīng)能力??偟膩?lái)說(shuō),低成本、靈活快速的完成運(yùn)營(yíng)商端局到用戶(hù)端的業(yè)務(wù)接入和業(yè)務(wù)收斂是對(duì)未來(lái)城域網(wǎng)接入系統(tǒng)的主要需求。簡(jiǎn)單地講,這種采用SDH傳輸以太網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)的方式就是將不同的網(wǎng)絡(luò)層次的業(yè)務(wù)通過(guò)VC級(jí)聯(lián)的方式映射到SDH電路的各個(gè)時(shí)隙中,由SDH網(wǎng)絡(luò)提供完全透明的傳輸通道,從物理層的設(shè)備角度上看是一個(gè)集成的整體。這種解決方案可以大幅度地降低投資規(guī)模,減少設(shè)備占地面積,降低功耗,進(jìn)而降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)成本。同時(shí),提供多業(yè)務(wù)的能力還可以使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商能夠快速地部署網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù),提高業(yè)務(wù)收入,增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
5 結(jié)論
隨著人們生活水平的逐年提升,對(duì)物質(zhì)生活的質(zhì)量要求越來(lái)越高。尤其是隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的來(lái)臨。SDH技術(shù)的快速發(fā)展,給人們帶來(lái)了更好的驚喜。傳統(tǒng)的SDH傳輸技術(shù)在移動(dòng)、聯(lián)通、廣電等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用,盡管其還存在一定的不足,但是,隨著技術(shù)的不斷改進(jìn),一定會(huì)更加的完善。網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)融合的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)成為SDH技術(shù)的重要發(fā)展趨勢(shì),而如何在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,進(jìn)一步降低經(jīng)營(yíng)成本、提高信息的傳輸效率以及進(jìn)一步確保系統(tǒng)的可靠性亦是未來(lái)研究的重點(diǎn)。
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建構(gòu)主義認(rèn)為:知識(shí)不是對(duì)現(xiàn)實(shí)的準(zhǔn)確表征,它只不過(guò)是人們對(duì)客觀世界的一種假設(shè)、解釋必定會(huì)隨著人們認(rèn)識(shí)的深入而不斷變化、改寫(xiě)。知識(shí)不能提供對(duì)任何問(wèn)題的解決都適用的方法,它不是問(wèn)題的最終答案,而是需要針對(duì)具體問(wèn)題情境對(duì)原有知識(shí)進(jìn)行再加工和再創(chuàng)造。因此物理知識(shí)的學(xué)習(xí)是一種活動(dòng)過(guò)程,是一種構(gòu)建過(guò)程,必須處于豐富的情境中。我們的教學(xué)必須以學(xué)習(xí)者為中心,強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn),強(qiáng)調(diào)“情境”對(duì)意義建構(gòu)的重要作用。因此在物理教學(xué)中如何建構(gòu)問(wèn)題情境就顯得十分的重要。那么如何構(gòu)建問(wèn)題情境呢?下面我就談?wù)勛约涸诮虒W(xué)中的幾種做法。
1 采用源于學(xué)生學(xué)習(xí)、生活中的問(wèn)題和有意義的提問(wèn)
學(xué)習(xí)者面對(duì)新學(xué)習(xí)情境時(shí),會(huì)基于以往的學(xué)習(xí)和生活中的經(jīng)驗(yàn)知識(shí),依靠他們的認(rèn)知能力,形成對(duì)問(wèn)題的解釋和假設(shè)。在物理課堂教學(xué)的過(guò)程中,教師若能巧妙地抓住學(xué)生生活中遇到的問(wèn)題和有意義的提問(wèn),設(shè)疑導(dǎo)學(xué),來(lái)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,就能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。例如在在新授課教學(xué)的課前延伸活動(dòng)中,教師要根據(jù)學(xué)生在生活中已有的經(jīng)驗(yàn),創(chuàng)設(shè)條理清晰、合乎邏輯和學(xué)生認(rèn)知的心理特點(diǎn)的問(wèn)題情境,讓學(xué)生帶著問(wèn)題走進(jìn)我們的課堂。課中通過(guò)問(wèn)題設(shè)置,在學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”最大限度地引發(fā)學(xué)生積極的思維,從而達(dá)到逐步提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。這種理念可以貫穿于知識(shí)技能課的教學(xué)中,如我在《現(xiàn)代通信一走進(jìn)信息時(shí)代》(蘇課版第十七章第三節(jié))的課題引入時(shí),我從“假如你有一位親友生活在國(guó)外或外地,在短時(shí)間內(nèi)你是通過(guò)哪些的方式和他保持聯(lián)系的?”引起學(xué)生的發(fā)散性思考,然后從“這些方式是如何把你發(fā)出的信息傳遞出去的呢?”引入新課的教學(xué)。再通過(guò)設(shè)置“你是怎樣在國(guó)內(nèi)看到在國(guó)外舉行的體育比賽的實(shí)況轉(zhuǎn)播的?”、“可你知道衛(wèi)星在這里起到什么作用呢?它又是怎樣傳遞信息的?”、“現(xiàn)代通信有哪些方式?”、“衛(wèi)星通信和光纖通信時(shí)如何傳遞信息的?”、“衛(wèi)星通信和光纖通信各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?”系列問(wèn)題的提問(wèn),把學(xué)生引入迷惘,讓學(xué)生帶著疑問(wèn)進(jìn)行閱讀,邊閱讀邊思考問(wèn)題,從而使他們更專(zhuān)注地進(jìn)行閱讀。最后通過(guò)學(xué)生小組間的合作討論和交流,解決了他們的所要解決的問(wèn)題,使他們的知識(shí),能力得到了提升。值得注意的是在整個(gè)過(guò)程中,教師只是引導(dǎo),組織和參與者。
2 應(yīng)用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,設(shè)計(jì)問(wèn)題情境
夸美紐斯在論述科學(xué)教育時(shí)提出:一切事物都應(yīng)該盡量地放到學(xué)生的各種感官跟前,可以使知識(shí)一經(jīng)獲得,便永遠(yuǎn)得以記住。因此,在教學(xué)活動(dòng)中,利用實(shí)驗(yàn)來(lái)設(shè)置問(wèn)題情景,向?qū)W生提供必要的感性素材,引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可以很好地揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì),探究物理規(guī)律。例如驗(yàn)證分子間存在著引力,可以做下面的實(shí)驗(yàn):用一水盆裝滿(mǎn)水,取一比盆口小的塑料板,在其4個(gè)角各打一小孔,將橡皮筋從小孔穿過(guò),用手拉橡皮筋的另一端提起塑料板,觀察此時(shí)橡皮筋的長(zhǎng)度;然后將塑料板放人盆中水面上(不浸沒(méi)),用手向上拉橡皮筋。這時(shí)學(xué)生會(huì)觀察到:要提起塑料飯,橡皮筋會(huì)明顯伸長(zhǎng),離開(kāi)水面后橡皮筋會(huì)縮短。這時(shí)引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題,這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明了什么問(wèn)題?把學(xué)生帶入問(wèn)題情境。氣壓對(duì)水的沸點(diǎn)的影響,晶體的熔化過(guò)程,測(cè)大氣壓的值,電磁感應(yīng)現(xiàn)象等實(shí)驗(yàn)等,都可以在課堂上進(jìn)行演示。學(xué)生獲得豐富的感性認(rèn)識(shí),形成鮮明的對(duì)比,為學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)奠定基礎(chǔ)。同時(shí)也能使課堂氣氛活躍,學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣增加,從而獲得很好的教學(xué)效果。當(dāng)然實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,信息的獲取,問(wèn)題的發(fā)問(wèn),結(jié)論的歸納和總結(jié)這些內(nèi)容都要由學(xué)生自己來(lái)完成。教師只是實(shí)驗(yàn)過(guò)程的展示者,問(wèn)題討論的參與者。可能的情況下也可以由學(xué)生來(lái)演示。
3 科學(xué)探究的活動(dòng)中巧設(shè)問(wèn)題情境
關(guān)鍵詞:拋物面天線;卡塞格倫天線;維護(hù)和保養(yǎng)
自從人類(lèi)進(jìn)入信息時(shí)代以來(lái),電子通訊技術(shù)不斷發(fā)展。作為電子通訊的基本工具,天線更是在工程實(shí)際中得到廣泛的應(yīng)用。從地面到太空,從軍事領(lǐng)域到民用領(lǐng)域,無(wú)處不活躍著天線的身影。譬如在航天領(lǐng)域內(nèi),衛(wèi)星信號(hào)的發(fā)射和傳送,航天器的通訊等都離不開(kāi)星載天線的工作。天線是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的重要組成部分,是地球站射頻信號(hào)的輸入和輸出通道,天線系統(tǒng)性能的優(yōu)劣影響整個(gè)通信系統(tǒng)的性能。地球站與衛(wèi)星之間的距離遙遠(yuǎn),為保證信號(hào)的有效傳輸,大多數(shù)地球站采用反射面型天線。反射面型天線的特點(diǎn)是方向性好,增益高,便于電波的遠(yuǎn)距離傳輸。反射面的分類(lèi)方法很多,按反射面的數(shù)量可分為雙反射面天線和單反射面天線;按饋電方式分為正饋天線和偏饋天線;按頻段可分為單頻段天線和多頻段天線;按反射面的形狀分為平板天線和拋物面天線等。本文對(duì)一些常用的天線及其調(diào)試和維護(hù)作簡(jiǎn)單介紹。
1拋物面天線
1.1拋物面天線簡(jiǎn)介
拋物面天線是一種單反射面型天線,利用軸對(duì)稱(chēng)的旋轉(zhuǎn)拋物面作為主反射面,將饋源置于拋物面的焦點(diǎn)F上,饋源通常采用喇叭天線或喇叭天線陣列,如圖1和圖2所示。發(fā)射時(shí)信號(hào)從饋源向拋物面輻射,經(jīng)拋物面反射后向空中輻射。由于饋源位于拋物面的焦點(diǎn)上,電波經(jīng)拋物面反射后,沿拋物面法向平行輻射。接收時(shí),經(jīng)反射面反射后,電波匯聚到饋源,饋源可接收到最大信號(hào)能量。
1.2拋物面天線工作原理
拋物面具有如下重要的幾何光學(xué)特性:由焦點(diǎn)發(fā)出的各光線經(jīng)拋物面反射,其反射線都平行于z軸;反之,當(dāng)平行光線沿z軸入射時(shí),則被拋物面反射而聚焦于F點(diǎn)。其原因是,由焦點(diǎn)發(fā)出的各光線經(jīng)拋物面反射后到達(dá)口徑面的行程相等(這一結(jié)論可利用拋物線的以下性質(zhì)來(lái)證明:從拋物線任一點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離等于該點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離)。
微波的傳播特性與光相似,因此,位于焦點(diǎn)F的饋源所輻射的電磁波經(jīng)拋物面反射后,在拋物面口徑上得到同相波陣面,使電磁波沿天線軸向傳播。如果拋物面口徑尺寸為無(wú)限大,那么拋物面就把球面波變?yōu)槔硐肫矫娌?,能量只沿z軸正方向傳播,其它方向輻射為零。但實(shí)際上拋物面的口徑是有限的,這時(shí)天線的輻射是波源發(fā)出的電磁波通過(guò)口徑面的繞射,它類(lèi)似于透過(guò)屏上小孔的繞射,因而得到的是與口徑大小及口徑場(chǎng)分布有關(guān)的窄波波束。
1.3拋物面天線優(yōu)缺點(diǎn)
拋物面天線的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,較雙反射面天線便于裝配。缺點(diǎn)是天線噪聲溫度較高;由于采用前饋,會(huì)對(duì)信號(hào)造成一定的遮擋;使用大功率功放時(shí),功放重量帶來(lái)的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性必須被考慮。
2卡塞格倫天線
2.1卡塞格倫天線簡(jiǎn)介
卡塞格倫天線作為雙反射面天線的一種,其工作原理和拋物面天線具有相似之處。拋物面天線利用了拋物面的反射特性,饋源位于拋物面的焦點(diǎn)上,直接照射到拋物面口徑上,結(jié)構(gòu)和工作原理簡(jiǎn)單。但卻不能很好地通過(guò)調(diào)整饋源特性來(lái)控制天線口徑面上的波束和功率分布??ㄈ駛愄炀€由于引入了雙曲副面,并將前饋式饋源結(jié)構(gòu)變?yōu)楹箴伿降酿佋唇Y(jié)構(gòu)天線,使得饋源輻射出的電磁波經(jīng)副面與主面兩次反射,到達(dá)主面口徑面上。所以卡式天線能夠很好地控制天線口徑面上的場(chǎng)分布。
2.2卡塞格倫天線工作原理
卡式天線的工作原理和拋物面天線相似。卡式天線在結(jié)構(gòu)上多了一個(gè)雙曲副面,由饋源發(fā)出的球面波前首先遇到雙曲面發(fā)生反射,反射波再經(jīng)拋物面作用,出現(xiàn)二次反射。與拋物面天線的結(jié)論相似,從O2點(diǎn)發(fā)出的入射波經(jīng)雙曲面和拋物面兩次反射后,到達(dá)拋物面口徑上各點(diǎn)的路徑長(zhǎng)度都相等。因而饋源所輻射的球面波前,將在主反射面口徑上變?yōu)槠矫娌ㄇ埃页尸F(xiàn)同相場(chǎng),使卡式天線同樣具有銳波束、高增益的性能。接收狀態(tài)的過(guò)程則相反,外來(lái)平面波前經(jīng)拋物面和雙曲面先后作用后,射線在O2點(diǎn)匯聚,饋源接收到外來(lái)電波。
2.3卡塞格倫天線優(yōu)缺點(diǎn)
雙反射面天線最大的優(yōu)點(diǎn)是饋源位于主反射面頂點(diǎn)附近,給進(jìn)入饋源區(qū)提供了方便,減少了饋源硬件的支撐問(wèn)題,減小損耗。雙反射面天線的優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)如下優(yōu)點(diǎn):
(1)后饋式的饋源結(jié)構(gòu),大大縮短了饋線長(zhǎng)度,同時(shí)也給饋源的安裝和維修提供了方便;
(2)由于副反射面的引入,對(duì)控制主反射面的照射增加了一個(gè)可變因素,所以天線設(shè)計(jì)的靈活度增強(qiáng);
(3)可以通過(guò)控制賦形副反射面來(lái)改變主反射面上的照射幅度,同樣通過(guò)控制賦形主反射面可以改變相位,因此比較容易實(shí)現(xiàn)次所要求的級(jí)輻射方向圖;
(4)相對(duì)于單反射面天線來(lái)說(shuō),饋源在主反射面邊緣的漏失較小,降低了天線的噪聲溫度;
(5)饋源可進(jìn)行寬頻帶設(shè)計(jì),這是由于副反射面邊緣對(duì)饋源的相位中心的半張角一般小于450,多數(shù)情況可小于200;
(6)對(duì)于具有復(fù)雜饋源網(wǎng)絡(luò)的天線,雙反射面天線也適用。
缺點(diǎn):
(1)由于添加了一個(gè)副面,所以遮擋變大。并且副面遮擋直接影響天線的近軸旁瓣,所以天線近軸旁瓣比單反射面天線要高;
(2)鑒于副面邊緣要有一定的照射錐削,因此不能使用弱方向性饋源。
3衛(wèi)星天線的調(diào)試方法
對(duì)于衛(wèi)星天線的調(diào)試,它包括天線的方向(仰角和方位角)、饋源的位置、極化取向和極化傾斜角調(diào)整等數(shù)項(xiàng)內(nèi)容(可根據(jù)相關(guān)材料查到所需信息)。調(diào)試天線一般在天線安裝場(chǎng)地進(jìn)行,首先要設(shè)置好衛(wèi)星接收機(jī)接收電視信號(hào)的數(shù)據(jù)參數(shù),連接好衛(wèi)星接收天線上的LNB和衛(wèi)星接收機(jī)、電視監(jiān)視器的電纜,然后按照下面的步驟開(kāi)始調(diào)整天線。
3.1天線的固定
將天線連同支架安裝在天線座架上。天線的方位通常有一定的調(diào)整范圍,應(yīng)保證在接收方向的左右有足夠的調(diào)整余地。對(duì)于具有方位度盤(pán)和俯仰度盤(pán)的天線,應(yīng)使用權(quán)之方位度盤(pán)的0°與正北方向,俯仰度盤(pán)的0°與水平面保持一致。正北方向的確定,一般采用指北針測(cè)出地磁北極,再根據(jù)當(dāng)?shù)氐拇牌侵颠M(jìn)行修正,也可利用北極星或太陽(yáng)確定。
較大的天線一般都采用分瓣包裝運(yùn)輸,故在安裝時(shí),應(yīng)將各部分重新組裝起來(lái)。天線組裝后,型面的誤差、主面與副面之間的相對(duì)位置、饋源與副面的相對(duì)位置,均應(yīng)用專(zhuān)用工具進(jìn)行校驗(yàn),保證誤差在允許的范圍內(nèi)。校驗(yàn)完畢,應(yīng)固緊螺栓。
天線饋源安裝是否合理,對(duì)天線的增益影響極大。對(duì)于前饋天線,應(yīng)合饋源的相位中心與拋物面焦點(diǎn)重合;對(duì)于后饋天線,應(yīng)將饋源固定于拋物面頂部錐體的安裝孔上,并調(diào)整副反射面的距離,使拋物面能聚焦于饋源相位中心上。天線的極化器安裝于饋源之后。對(duì)于線極化(水平極化和垂直極化),應(yīng)使饋源輸出口的矩形波導(dǎo)窄邊與極化方向平行;對(duì)于圓極化波(如歷旋圓極化波),應(yīng)使矩形導(dǎo)波口的兩窄邊垂直線與移相器內(nèi)的螺釘或介質(zhì)片所在平面相交成45°角的位置。
3.2天線方向的調(diào)整
確定正南方向。先由當(dāng)?shù)卮牌悄曜冎岛蛥⒖寄曛担ú楸慝@得),計(jì)算當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的磁偏角(磁偏角=參考年值+年變值×年差),然后再用羅盤(pán)(或指南針)確定地磁南極方向,最后用計(jì)算的磁偏角,修正地磁南極,得到正南方向(正南=地磁南極+磁偏角)。另外,因?yàn)樘炀€座架的實(shí)際指向一般都對(duì)著正南方向,幫可直接以天線座架的指向作參考,進(jìn)行天線調(diào)整。
進(jìn)行方向調(diào)試。天線方向的調(diào)試,具體地說(shuō)就是根據(jù)事先算出的仰角和方位角,將天線的這兩個(gè)角度分別調(diào)到這兩個(gè)數(shù)值上,使之對(duì)準(zhǔn)所要接收的衛(wèi)星,接收到電視信號(hào),這就是粗調(diào)。然后進(jìn)行細(xì)調(diào),使所收的信號(hào)最佳。粗調(diào)是基礎(chǔ),如何判斷天線的仰角和方位角已調(diào)到事先所算出的角度上呢?根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的條件和個(gè)人的不同條情況,可以有多種簡(jiǎn)易而有效的方法。
(1)方位角的調(diào)整
天線安裝好以后,將高頻頭有標(biāo)牌的一面水平朝上,然后利用指南針找到正南方向,并在天線的立柱上做好正南的標(biāo)記。同時(shí)應(yīng)了解要找的衛(wèi)星方位角是正南的偏東或偏西多少度。然后找一皮尺測(cè)量立柱的周長(zhǎng)為多少厘米,在用360度除以它,得到每厘米為多少度。然后再用方位角去除以每厘米對(duì)應(yīng)的度數(shù),也就是得到了需要轉(zhuǎn)動(dòng)多少厘米。即可將天線轉(zhuǎn)動(dòng)到附近位置。
(2)仰角的調(diào)整
經(jīng)簡(jiǎn)單計(jì)算與實(shí)踐得出結(jié)論,仰角應(yīng)為:將計(jì)算出的仰角減去20度的值(因?yàn)椴捎玫牟煌炀€誤差在19度~22度之間)。然后將指南針?lè)胖茫?xì)調(diào)仰角使指針為計(jì)算出的差值(誤差在正負(fù)1度之間),這一點(diǎn)是天線調(diào)試成敗的關(guān)鍵。
下面我們簡(jiǎn)單介紹一種方法――量角器、垂線法:
用一個(gè)尺寸較大一點(diǎn)的量角器,稍作加工,即可制成一個(gè)方便實(shí)用的簡(jiǎn)易仰角測(cè)試器,不需作任何計(jì)算,仰角可直接隨時(shí)讀出(如圖三所示),在量角器的圓心處小心地鉆一小孔,將一根細(xì)線固定在此,在細(xì)線的另一端系一小重物,仰角測(cè)試器就做好了。使用時(shí)如前述幾種方法一樣,將其直邊垂直地靠在圓盤(pán)平面上,并使量角器刻有0°的一端朝下。此時(shí)一邊轉(zhuǎn)動(dòng)天線的仰角一邊可以讀出仰角值來(lái)。
(3)極化角的調(diào)整
天線指向調(diào)整前,高頻頭饋源波導(dǎo)口極化角P預(yù)置方向應(yīng)大致正確,待收到信號(hào)后再進(jìn)行細(xì)調(diào),一般只需根據(jù)經(jīng)度差(經(jīng)度差=衛(wèi)星所在經(jīng)度-接收點(diǎn)經(jīng)度)正負(fù),即可大致判斷極化角正負(fù),經(jīng)度差為正時(shí)極化角也為正,經(jīng)度差為負(fù)時(shí)極化角也為負(fù),經(jīng)度差絕對(duì)值越大極化角也越大。
根據(jù)資料可以知道極化角的參數(shù)?,F(xiàn)將高頻頭上有一橫線的標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)天線支架上的0刻度線,人站在天線口的前面,當(dāng)極化角大于零度時(shí),高頻頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)極化角小于零度時(shí),高頻頭逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)接收水平極化信號(hào)時(shí),饋源波導(dǎo)口窄邊應(yīng)平行于地面,根據(jù)經(jīng)度差正負(fù)及其絕對(duì)值大小預(yù)置極化角P,待收到信號(hào)后再進(jìn)行微調(diào)。當(dāng)接收垂直極化信號(hào)時(shí)饋源波導(dǎo)口寬邊應(yīng)平行于地面,根據(jù)經(jīng)度差正負(fù)及其絕對(duì)值大小預(yù)置極化角P。Ku波段通常采用饋源一體化高頻頭,為便于區(qū)別有的饋源一體化高頻頭在其端面有“Up”標(biāo)志(英文“向上”),標(biāo)有“Up”端面向上即為“水平極化”,旋轉(zhuǎn)90°即為“垂直極化”。
在進(jìn)行上述調(diào)整時(shí),應(yīng)一邊緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)天線,一邊注意觀察電視監(jiān)視器的屏幕顯示和衛(wèi)星接收機(jī)的信號(hào)強(qiáng)度指示條,注意調(diào)整到信號(hào)最強(qiáng)的位置固定這一項(xiàng)調(diào)整位置。調(diào)整時(shí)應(yīng)一個(gè)項(xiàng)目一個(gè)項(xiàng)目順序進(jìn)行,每調(diào)整好一個(gè)調(diào)整點(diǎn)就固定住它,調(diào)整順序是:方位角――〉仰角――〉極化角,全部參數(shù)都整好后,最后將天線固定。
4衛(wèi)星天線的保養(yǎng)和維護(hù)
4.1應(yīng)檢查轉(zhuǎn)動(dòng)配合部件和緊固件是否生銹,如有銹斑及時(shí)清洗,涂上脂。對(duì)傳動(dòng)絲桿,支桿與立柱的配合面須涂脂后才安裝。
4.2如在主反射面上須上人時(shí),最多容許體重較輕的1-2人,必須穿上軟底鞋,盡量踩在接縫處的筋條上,以防止反射面變形和劃傷
4.3如發(fā)現(xiàn)饋源喇叭上的薄膜破裂,要及時(shí)更換。
4.4饋源系統(tǒng)不容許進(jìn)水,進(jìn)水將嚴(yán)重影響天線性能,甚至?xí)袛嗤ㄐ拧?/p>
4.5天線在露天工作,應(yīng)隨時(shí)注意防銹,面漆脫落要及時(shí)補(bǔ)涂,對(duì)活動(dòng)零部件要定期清洗,涂脂。定期檢查緊固件,以防松動(dòng),特別在大風(fēng)過(guò)后,要及時(shí)將松動(dòng)的緊固件擰緊。
4.7天線的工作現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)杜絕人員逗留。
4.8及時(shí)清理天線上的積雪。
4.9天線使用兩年后,要重新將天線噴上白色醇酸磁漆。
4.10安裝避雷防護(hù)。
參考文獻(xiàn)
[1]林昌祿主編.天線工程手冊(cè)[M].電子工業(yè)出版社,2002
[2]林巖.一種尋求卡塞格倫天線最佳口徑分布的方法[J].兵工學(xué)報(bào).2010(01)
智能公交系統(tǒng)就是將信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子電力技術(shù)等運(yùn)用到城市公交運(yùn)輸系統(tǒng)中,形成智能化、自動(dòng)化、現(xiàn)代化的新型公交系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)人、道路、車(chē)輛的合一。本文介紹一種基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的智能公交系統(tǒng),詳細(xì)闡述該系統(tǒng)的總體框架和三層體系結(jié)構(gòu),介紹系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能,最后再簡(jiǎn)單闡述該系統(tǒng)中運(yùn)用到的關(guān)鍵技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng) 智能公交系統(tǒng) 數(shù)據(jù) 技術(shù)
智能公交系統(tǒng)是一種先進(jìn)的全方位公交管理控制系統(tǒng),是一種實(shí)時(shí)有效的公交管理系統(tǒng)。美國(guó)從上世紀(jì)60年代開(kāi)始研究智能公交系統(tǒng),并取得突出成就,隨后,日本、英國(guó)、德國(guó)等也加入該研究行列,目前已在日本、美國(guó)和歐洲建立起三大研究基地。
我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶來(lái)了城市規(guī)模的擴(kuò)大,城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜,公眾對(duì)城市交通的服務(wù)質(zhì)量也提出更高要求。我國(guó)公交管理存在嚴(yán)重超員、車(chē)輛性能差、開(kāi)快車(chē)、開(kāi)野蠻車(chē)、不按規(guī)定車(chē)道行駛等問(wèn)題,影響公交安全。。而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為智能公交系統(tǒng)建設(shè)提供解決契機(jī)。我國(guó)的智能公交系統(tǒng)雖然起步較晚,但在近年來(lái)也得到迅猛發(fā)展,基于GPS技術(shù)、GIS技術(shù)技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)等的智能公交系統(tǒng)在城市公交運(yùn)輸管理和控制上發(fā)揮重大作用,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、遠(yuǎn)程控制、快速通信、公交生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)調(diào)度、公交監(jiān)控、公交信息等,為人們帶來(lái)更滿(mǎn)意的公交服務(wù),提高公交車(chē)輛的使用價(jià)值。
1 智能公交系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1.1 總體框架
智能公交系統(tǒng)要為相關(guān)管理部門(mén)提供實(shí)時(shí)的路況信息,基于這一基本需求,智能公交系統(tǒng)需要有信息采集、公交運(yùn)營(yíng)調(diào)度、公交監(jiān)控和公交信息步伐,這四個(gè)基本業(yè)務(wù)相輔相成,互相滲透和協(xié)調(diào)。公交車(chē)上的終端設(shè)備每隔1s采集實(shí)時(shí)路況信息,包括經(jīng)緯度、行車(chē)速度、方向等,采集車(chē)上乘客數(shù)、視頻、溫濕度等基本信息,發(fā)送給信息中心。調(diào)度中心根據(jù)信息中心過(guò)來(lái)的經(jīng)過(guò)處理的信息,對(duì)公交車(chē)的運(yùn)營(yíng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度,將調(diào)度信息給公交車(chē)的車(chē)載終端設(shè)備。信息中心將處理過(guò)的信息傳遞給電子公交站牌、車(chē)載導(dǎo)航終端、公交信息門(mén)戶(hù)站等,這些信息平臺(tái)向市民實(shí)時(shí)傳遞公交信息,一般包括目前車(chē)輛位置、到站時(shí)間、出行方案查詢(xún)、位置查詢(xún)、路況信息等。監(jiān)控中心對(duì)處理好的信息進(jìn)行公交系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理。基于這一業(yè)務(wù)需求,智能公交系統(tǒng)的業(yè)務(wù)非常廣,數(shù)據(jù)資源多,需要采集技術(shù)、無(wú)線通信等技術(shù)支持,需要復(fù)雜的系統(tǒng)支持業(yè)務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)。本文基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),在安全性、先進(jìn)性、易操作性等原則基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出如圖1所示的智能公交系統(tǒng)總體框架。
1.2 三層體系結(jié)構(gòu)
在軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)上,將智能公交系統(tǒng)分成三層體系結(jié)構(gòu):應(yīng)用層、中間層和數(shù)據(jù)層。應(yīng)用層也就是用戶(hù)界面層,其中的車(chē)載終端設(shè)備以無(wú)線通信方式與中間層的網(wǎng)關(guān)建立連接,發(fā)送采集到的車(chē)輛位置、速度、溫度、路況信息、車(chē)上人數(shù)、報(bào)警、車(chē)廂監(jiān)控等信息,并接收由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的調(diào)度中心調(diào)度指令。應(yīng)用層上的client代表調(diào)度和監(jiān)控,它一方面通過(guò)網(wǎng)關(guān)向車(chē)載終端發(fā)送加速、減速等控制指令,一方面訪問(wèn)Web service接口。最后,應(yīng)用層上的browser代表信息門(mén)戶(hù)網(wǎng)站,它實(shí)現(xiàn)智能公交系統(tǒng)的信息功能。
中間層又被稱(chēng)為業(yè)務(wù)邏輯層,是應(yīng)用層與數(shù)據(jù)層之間溝通的橋梁,響應(yīng)和執(zhí)行用戶(hù)請(qǐng)求,在總結(jié)構(gòu)中起到承上啟下的作用。中間層以Web service封裝方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯處理,實(shí)現(xiàn)松散耦合。Gateway以無(wú)線通信方式接收車(chē)載終端傳遞過(guò)來(lái)的信息,并以SOAP/XML方式訪問(wèn)Web service接口存儲(chǔ)的信息,并負(fù)責(zé)將調(diào)度中心發(fā)送過(guò)來(lái)的調(diào)度指令傳遞給應(yīng)用層上的車(chē)載終端設(shè)備。作為所有數(shù)據(jù)訪問(wèn)的唯一接口――Web service以C#編寫(xiě)邏輯處理組件、數(shù)據(jù)訪問(wèn)組件。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),中間層的功能就是信息查詢(xún)、信息管理、信息維護(hù)、遠(yuǎn)程通信、車(chē)輛監(jiān)控等,它將數(shù)據(jù)層與應(yīng)用層連接起來(lái),保證智能公交系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。
數(shù)據(jù)層集中處理整個(gè)系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù),響應(yīng)中間層的數(shù)據(jù)請(qǐng)求和訪問(wèn)。本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)層分成兩個(gè)板塊:數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘。數(shù)據(jù)庫(kù)中含有業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、公交實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、文檔數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)挖掘通過(guò)C#方式實(shí)現(xiàn),對(duì)采集到的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘處理,在紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)中理清思路,忽略沒(méi)有價(jià)值的信息,更好為調(diào)度中心服務(wù),體現(xiàn)智能公交系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化特點(diǎn)。
1.3 系統(tǒng)功能
網(wǎng)絡(luò)及通信系統(tǒng)主要采用移動(dòng)無(wú)線通信技術(shù),連接公交調(diào)度中心、站臺(tái)、首尾站、車(chē)輛、公交公司等各個(gè)業(yè)務(wù)點(diǎn),傳輸實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),傳輸監(jiān)控云圖和報(bào)警信號(hào),傳輸對(duì)講信息和廣播信號(hào),為整個(gè)智能公交系統(tǒng)提供穩(wěn)定高速的通信渠道和平臺(tái)。
為保證系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行,設(shè)置UPS電源,在市電停電情況下,各個(gè)業(yè)務(wù)點(diǎn)依然能保持一段時(shí)間關(guān)鍵業(yè)務(wù)和公交系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。乘客信息系統(tǒng)通過(guò)車(chē)載終端設(shè)備和站臺(tái)顯示屏等向市民提供車(chē)輛上的乘客信息。時(shí)鐘系統(tǒng)為各個(gè)業(yè)務(wù)點(diǎn)、調(diào)度中心、信息中心等提供統(tǒng)一的精確時(shí)間信息,確保各個(gè)業(yè)務(wù)點(diǎn)時(shí)間的一致性,使得時(shí)間信息成為調(diào)度中心進(jìn)行實(shí)時(shí)生成調(diào)度和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的重要資料。車(chē)輛定位系統(tǒng)運(yùn)用地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的實(shí)時(shí)跟蹤定位,通過(guò)GPS技術(shù)采集車(chē)輛當(dāng)前的行駛狀態(tài),包括經(jīng)緯度、方向、速度、時(shí)間等,對(duì)這些信息進(jìn)行運(yùn)算、差分、校正處理,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的準(zhǔn)確定位,向市民提供車(chē)輛信息,為調(diào)度中心進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度提供信息支持。自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)將采集到的車(chē)輛位置信息與公交線路站點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比,確定車(chē)輛的出入站情況,利用語(yǔ)音報(bào)站。當(dāng)車(chē)輛出現(xiàn)火災(zāi)、交通事故、突發(fā)故障等突發(fā)性事件時(shí),司機(jī)可啟動(dòng)公交車(chē)上的報(bào)警裝置向調(diào)度中心報(bào)警信號(hào)。當(dāng)車(chē)輛時(shí)速超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí),車(chē)載終端設(shè)備自動(dòng)發(fā)出超速報(bào)警,提醒司機(jī)減速。
2 關(guān)鍵技術(shù)
本文提出的智能公交系統(tǒng)是基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、GPS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的,其中運(yùn)用到的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要有:無(wú)線數(shù)據(jù)廣播通信、衛(wèi)星通信、蜂窩式移動(dòng)通信、專(zhuān)用數(shù)據(jù)通過(guò)信等,這些移動(dòng)通信技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)。衛(wèi)星通信就是利用人造地球衛(wèi)生為基站,利用其轉(zhuǎn)發(fā)的無(wú)線電信號(hào)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)及以上的地面站之間通信,通信距離遠(yuǎn)、容量大、可靠性高,但車(chē)載終端以及通信費(fèi)用較高,且實(shí)時(shí)性不好。蜂窩式移動(dòng)通信采用無(wú)線通信組網(wǎng)方式,將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、車(chē)載終端等連接起來(lái),實(shí)現(xiàn)智能公交系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)通信。該通信方式覆蓋范圍廣、價(jià)格低、無(wú)需建網(wǎng)、容量大,是廣大人民群眾喜愛(ài)的一種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。蜂窩式移動(dòng)通信方式又主要是通過(guò)短消息業(yè)務(wù)、無(wú)線分組業(yè)務(wù)GPRS、碼分多址技術(shù)、3G、4G等多種方式,本文考慮到傳輸速率高、范圍廣、應(yīng)用普遍、組網(wǎng)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等因素,最終決定選擇3G技術(shù)建立智能公交系統(tǒng)。
GPS定位技術(shù)是智能公交系統(tǒng)中的又一關(guān)鍵技術(shù),幾乎所有工作和業(yè)務(wù)的開(kāi)展都離不開(kāi)GPS的定位服務(wù),如:車(chē)輛的自動(dòng)報(bào)站功能,車(chē)載終端接收傳輸過(guò)來(lái)的車(chē)輛定位信息,將其與公交線路對(duì)比起來(lái),進(jìn)行站點(diǎn)信息對(duì)比,通過(guò)系列運(yùn)算判斷公交車(chē)輛的出入站情況,然后再通過(guò)車(chē)載終端設(shè)備向市民報(bào)站。車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)利用GPS技術(shù)定位的車(chē)輛信息了解到車(chē)輛當(dāng)前行駛狀態(tài)以及位置,將其放置到電子地圖中進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示,然后再將車(chē)輛的行駛狀態(tài)等信息發(fā)送到車(chē)載終端設(shè)備和站臺(tái)的電子顯示屏上,既實(shí)現(xiàn)對(duì)公交車(chē)的實(shí)時(shí)監(jiān)控指揮,又為市民提供更完善的公交信息。
3 結(jié)束語(yǔ)
隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,智能公交系統(tǒng)必將逐步完善,為市民提供更好的公交服務(wù)。大力整頓公交運(yùn)營(yíng)的客觀環(huán)境,創(chuàng)新運(yùn)營(yíng)模式,杜絕公交超員現(xiàn)象,強(qiáng)化公交企業(yè)自身的監(jiān)管改革,推行人性化管理方式。
參考文獻(xiàn)
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級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
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